过去我国没有大型模锻液压机,大型锻件的生产要通过铸造或者自由锻造的方法来进行 。由于材料消耗高,而且精度不够,致使一些锻件不得不进口 。
当今世界上航空制造业强国都拥有4.5万吨以上的重型模锻液压机 。美国拥有两台4.5万吨模锻液压机,俄罗斯拥有两台7.5万吨模锻液压机,法国拥有一台6.5万吨模锻液压机 。空中客车公司生产的A380客机起落架的成型,就是在俄罗斯7.5万吨压力机上完成的 。
第四代战机的垄断者——美国F-22大量地采用钛合金和适量的铝合金和高强高韧合金结构钢,锻件制成的零件重量约占飞机机体结构重量的20~40%;第四代军用航空发动机(推力重量比=10)锻件材料大量选用钛合金和和高温合金,锻件制成的零件重量接近发动机结构重量的80% 。
我们可以通过美国韦伯金属公司(Weber Metals)发布的6万吨540MN下拉式液压模锻机的视频来深入了解一下 。
国内应用
我国首台 四万吨航空模锻液压机 2012年3月31日在西安阎良国家航空高新技术产业基地热试成功,并顺利锻造出首个大型盘类件产品,解决了我国在大型钛合金整体框、梁和大型涡轮盘等精密模锻件的设计和制造问题 。是我国拥有完全自主知识产权的产品 。该项目由西安三角航空科技有限责任公司承制,清华大学等单位设计制造 。
该液压机采用了目前国际一流设计和控制系统,是中国大飞机项目的重要基础装备 。该液压机本体结构拥有完全自主知识产权,由清华大学以其在钢丝预应力缠绕领域数十年的技术积累为基础,应用最先进的预应力钢丝缠绕剖分-坎合技术、机器人智能缠绕技术等设计而成,解决了压机承载机架、400MN主工作缸、动梁等关键部件的设计和制造问题 。制造过程中采用机器人原位缠绕施工技术及重型结构的整体平移、吊装等安装技术,设备总体性能达到了世界先进水平 。
项目的建成和投产,可提升中国航空航天装备制造业的设计和制造能力,解决大型钛合金整体框、梁和大型涡轮盘等难变形精密模锻件的设计和制造问题,保障大飞机项目的研制 。同时,该设备可广泛服务于航天、船舶、石化、电力、兵器、核电等领域 。
2012年4月1日,中国二重独立自主设计、制造、安装的世界最大的8万吨模锻压机热负荷试车一次成功 。也就是我们开篇提到的,这台8万吨级模锻液压机,地上高27米、地下15米,总高42米,设备总重2.2万吨,是中国国产大飞机C919试飞成功的重要功臣之一 。
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